中國團隊首次在蕨類植物中發現稀土成礦現象 助力稀土可持續利用
中新網北京11月6日電 (記者 孫自法)傳統稀土開采往往伴隨著嚴重的環境生態破壞，因此，是否有更清潔、更可持續的稀土獲取方式備受關注。
記者11月6日從中國科學院廣州地球化學研究所獲悉，該所朱建喜研究員團隊從大自然尋找線索，最近在一種名為“烏毛蕨”的蕨類植物體內，不僅發現大量富集的稀土元素，還首次觀測到這些稀土在植物組織細胞間“自我組裝”，形成名為一種叫“鑭獨居石”的礦物。
本項研究成果相關示意圖。中國科學院廣州地化所研究團隊 供圖
這是科學家首次在天然植物中發現稀土元素的生物成礦現象，而在通常情況下，這種礦物主要在巖漿或熱液活動等地質過程中形成，需要較高的溫度環境。
該項重要研究進展的成果論文，近日在國際專業學術期刊《環境科學與技術》(Environmental Science & Technology)上線發表，不僅揭示出植物對稀土的“解毒”與礦化機制，也為未來稀土資源的可持續利用提供了新路徑：通過種植烏毛蕨等超積累植物，可在修復污染土壤、恢復稀土尾礦生態的同時，從植物體中回收高價值稀土，真正實現“邊修復、邊回收”的綠色循環模式。
稀土元素在烏毛蕨中生物礦化為獨居石納米多晶聚集體。中國科學院廣州地化所研究團隊 供圖
研究團隊介紹說，稀土元素被譽為“工業維生素”，是人工智能、新能源、國防等高新技術領域不可或缺的核心戰略資源，也是全球供應鏈中風險較高的關鍵原材料之一。
烏毛蕨屬于一類特殊的稀土“超積累植物”，宛如土壤中的“稀土吸塵器”，能高效吸收并濃縮分散在環境中的稀土元素。研究顯示，在烏毛蕨葉片的維管束和表皮組織中，從土壤中吸收的稀土元素會以納米顆粒形式沉淀，并進一步結晶成磷酸鹽稀土礦物。這一過程，實際上是一種植物的自我保護機制，就像是植物在體內“打包封存”有毒物質，把可能傷害細胞的稀土離子，穩穩鎖進礦物結構中，實現稀土的鈍化和自然“解毒”。
獨居石則是工業上重要的稀土礦石，但天然獨居石中常伴生放射性鈾、釷元素，給開采與應用帶來挑戰。而烏毛蕨在自然生長的常溫常壓條件下所形成的“生物獨居石”，純凈、無輻射，展現出極具潛力的綠色提取前景。
超積累植物烏毛蕨與風化殼型稀土礦的地理分布位置。中國科學院廣州地化所研究團隊 供圖
研究團隊表示，過去學界知道微生物和動物能在體內“造礦”，包括貝殼及珊瑚中的方解石和文石、動物牙齒和骨骼中的磷灰石，但植物界的“礦物制造能力”卻長期被低估，此前已知僅有少數幾種――如方解石和草酸鈣石等鈣質晶體以及植硅體。
他們認為，這次在烏毛蕨中發現稀土成礦，不僅刷新了人類對植物礦物機制的認知，也為近千種已知超富集植物研究打開新的窗口。(完)
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